JPH0661899A - 自動利得制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動利得制御方式に関し、受信バースト毎に
レベルが異なる受信信号に対しても復調ベースバンド信
号の出力レベルが一定となるようにすることにより、安
定な復調を可能にすることを目的とする。 【構成】 時分割多重アクセス通信方式の復調装置にお
いて、バースト状に受信される復調ベースバンド信号を
ディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換手
段と、ディジタル信号のうちの復調同期用前置信号部分
を累積保持する累積保持手段と、累積保持手段の出力信
号とアナログ／ディジタル変換手段の出力信号との積演
算を出力する積演算手段とを具備し、積演算手段の出力
に、一定の出力振幅を得るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割多重アクセス(T
ime Division Multiple Access) 通信方式（以下、ＴＤ
ＭＡ通信方式と称する。）による受信信号の復調の為の
自動利得制御方式に関する。静止衛星等の人工衛星を中
継器として利用する衛星通信では、通信可能なサービス
エリアが非常に広く、このサービスエリア内にある多数
の局間をメッシュ状に通信接続することが容易に行え
る。この様に多数局間をメッシュ状に接続する通信方式
として、ＴＤＭＡ通信方式が優れている。ＴＤＭＡ通信
方式では、各送信局から時分割的に信号が送信されるよ
うに送信タイミングを制御することにより、衛星上で異
なる局からの信号同士が重ならない様になっている。一
方、受信側では、各局から送られてくる信号がバースト
状に時系列的に受信される。

【０００２】これらの送信信号のレベルはすべての送信
局で同一とはかぎらないので、バースト状の受信信号の
レベルはバースト毎に異なってくる。また、各送信局か
らの送信信号のレベルが同一であっても、降雨等により
伝播損失が、各送信局と受信局の間の経路により異なれ
ば、受信信号のレベルはやはり受信経路によりバースト
毎に異なることになる。

【０００３】この様に、バースト毎にレベルが異なる受
信信号に対しても、安定な復調が望まれる。符号誤り訂
正を導入した装置ではレベル変動による性能劣化が生
じ、特に軟判定復号法で問題が大きい。受信データの判
定手法としては、いわゆる硬判定と、軟判定とが知られ
ており硬判定では、復調ベースバンド信号があるスレッ
ショルド値を越えるかどうかで論理の“１”と“０”と
を判定する。

【０００４】一方近年、復調データの符号誤り率を飛躍
的に改善する目的で軟判定ビタビ復号法が導入されてい
る（特開昭６０−１４５７１３号公報および特開昭６２
−７２２２７号公報参照）。この軟判定ビタビ復号法で
は、“１”または“０”と判定された論理の確からしさ
を、符号誤り訂正の情報として利用する。この「確から
しさ」の判断の精度は、受信信号のレベルの変動に応じ
て変動する。従って、復調ベースバンド信号のレベルが
変化しない自動利得制御が必要である。

【０００５】

【従来の技術】ＴＤＭＡ通信方式では、受信信号はバー
スト状に受信され、バースト状の信号の間は無信号区間
である。従って、通常の帰還制御による自動利得制御方
式（ＡＧＣ）では、無信号区間の直後のバーストの先頭
部分の利得を非常に大きくしてしまい、復調信号に波形
歪を生ずる。即ち、ＡＧＣ引き込みの過渡応答により復
調性能が悪化することになる。この問題を解決するため
に、従来はピーク保持形のＡＧＣを用いている。この従
来例を図５に示す。

【０００６】図５において、従来のピーク保持形の自動
利得制御装置は、入力中間周波信号を増幅する電圧可変
利得増幅器５１と、その出力中間周波信号のピーク電圧
を保持するコンデンサＣと、出力中間周波信号ののうち
コンデンサＣに保持されている電圧より高い電圧の信号
のみ通過させるダイオードＤ１，Ｄ２と、高抵抗Ｒと、
保持電圧と基準電圧との差をとる演算増幅器５２とを備
えている。

【０００７】図６は図５の装置の動作説明用タイムチャ
ートである。同図(1) に示すように、入力中間周波信号
は、振幅レベルの異なるバースト状の信号Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ａ，……である。図示例では、バースト信号Ａのレベル
が最も高く、このレベルが図６(2) に示すようにピーク
検波電圧(e) としてコンデンサＣに保持され、この保持
された電圧より低いバースト信号Ｂ，Ｃを受信しても保
持電圧は更新されない。但し、バーストＢ，Ｃの受信時
には、高抵抗Ｒを介して保持電圧が放電するので、図に
示す如く、ピーク保持電圧は次のバーストＡを受信する
までに若干低下する。この放電による保持電圧の低下は
無視できるので、図５の自動利得制御装置では、バース
ト状に到来する信号振幅のうち最大の振幅が常に一定と
なる様に制御される。この従来方式によれば、ＡＧＣの
引き込みがバースト毎には行われず、ピークバーストレ
ベルを一定化するように動作するので、無信号区間から
バースト状の信号に変化する際の過渡応答による波形
歪、ひいては復調性能の悪化を防止することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来方式によれ
ば、保持されているピーク電圧以下の電圧のバースト信
号はそのまま出力されるので、送信局の違いによるバー
スト信号間のレベル差が依然として残っている。衛星通
信では、サービスエリアを非常に広くすることができ、
この結果各地球局の天候条件にはほとんど相関がなく、
降雨域はランダムとなり、衛星への着信電力が局毎に変
化することになる。従って、自動利得制御がバースト毎
に追尾しないという図５の従来方式では、軟判定ビタビ
誤り訂正の能力を充分に引き出せないという問題があ
る。

【０００９】本発明の目的は、上記従来技術における問
題に鑑み、受信バースト毎にレベルが異なる受信信号に
対しても復調ベースバンド信号の出力レベルが一定とな
るようにすることにより、安定な復調を可能にすること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。同図において、時分割多重アクセス通信
方式の復調装置が示されており、４はバースト状の受信
信号を増幅する可変利得増幅手段、５は可変利得増幅手
段４の出力を復調基準搬送波で同期検波する同期検波手
段、１は同期検波手段５の出力に得られる復調ベースバ
ンド信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジ
タル変換手段、２はディジタル信号のうちの復調同期用
前置信号部分を累積保持する累積保持手段、３は累積保
持手段２の出力信号とアナログ／ディジタル変換手段１
の出力信号との積演算を出力する積演算手段、６は累積
保持手段２の出力に得られる振幅情報と基準振幅との差
に応じて該可変利得増幅手段４の利得を制御する帰還型
自動利得制御手段である。

【００１１】アナログ／ディジタル変換手段１、累積保
持手段２、及び積演算手段３はフィードフォワード型自
動利得制御手段を構成し、受信変動のうち共通的に変動
する成分は該帰還型自動利得制御手段６により補正し、
個別バースト変動をフィードフォワード型自動利得制御
手段により補正するようにした。

【００１２】

【作用】バースト状に受信される復調ベースバンド信号
をディジタル信号に変換し、このディジタル信号のうち
の復調同期用前置信号部分を累積保持し、累積保持手段
２の出力信号とアナログ／ディジタル変換手段１の出力
信号との積演算を出力することにより、フィードフォワ
ード型自動利得制御方式が構成される。この積演算によ
り、積演算手段３の出力に、一定の出力振幅が得られ
る。さらに帰還型自動利得制御手段６を付加し、受信変
動のうち共通的に変動する成分は帰還型自動利得制御手
段６により補正し、個別バースト変動はフィードフォワ
ード型自動利得制御手段により補正するようにした。

【００１３】

【実施例】図２は本発明に含まれるフィードフォワード
の自動利得制御の部分を詳細に示すブロック図である。
同図において、受信信号の変調方式は、例えば、ＢＰＳ
Ｋ，ＱＰＳＫ等の位相変調方式とする。この様な位相変
調波を復調する有効な手段として、受信信号に同期した
基準搬送波を参照信号とする同期検波がある。２１はこ
の同期検波を行うもので、同期検波器２１により受信信
号は復調され、低域ろ波器２２により不要波成分が取り
除かれる。低域ろ波器２２の出力信号はアナログ／ディ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２３により、例えば８ビ
ットのディジタル信号に変換される。このディジタル信
号の最上位ビットＭＳＢが通常の再生ディジタルデータ
となる。軟判定信号を使う符号誤り訂正方式では、この
ＭＳＢ以下のビットを利用する。即ち、復調ベースバン
ド信号の振幅が変化しても出力されるビットの振幅が変
化しないように、累積器２４の出力に得られる振幅情報
とＡ／Ｄ変換器２３の出力との積演算を積演算器２５に
て行い、これにより、Ａ／Ｄ変換器２３の出力である出
力振幅を示すディジタルコードを累積器２４の出力に得
られる振幅情報に応じて変換し、積演算器２５の出力に
３ビットの一定振幅の軟判定用の出力を得る。

【００１４】積演算器２５としては、通常のディジタル
積演算器や、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）による参照
方式等が利用できる。振幅情報を得る累積器２４は、本
実施例では、全加算器（フルアダー）２４１とラッチ回
路２４２とで構成されており、累積すべき時間の信号の
みをゲーティングして累積を行う。

【００１５】図３は図２に示したフィードフォワードＡ
ＧＣ部の動作を説明するタイムチャートである。上記累
積動作を図３によって説明する。ＴＤＭＡ通信方式で
は、各局から信号がバースト状に送信されるので、この
バースト信号に対して高速に追尾し復調する必要があ
る。この復調装置を高速に動作させる為にトレーニング
信号としてバーストの先頭に信号が付加されている。こ
のトレーニング信号には図３(1) に示すように、以下の
信号が含まれる。

【００１６】 無変調信号である復調基準搬送波再生
回路同期信号ＣＲ、 １と０との交番信号であるビッ
トタイミング再生回路同期用信号ＢＴＲ、及び デー
タの始まりを示す特定符号であるユニックワード信号Ｕ
Ｗ。これらのトレーニング信号の期間内に復調装置は同
期を完了させる必要がある。本実施例では、の復調基
準搬送波再生回路同期信号ＣＲを利用し、この部分の信
号レベルを計測保持し、この保持信号の大きさにより復
調出力レベルがの信号以降一定となるようにする。

【００１７】説明を簡単にするために、受信変調波はＢ
ＰＳＫ変調波（ディジタルの１、０に応じて搬送波の位
相が０°，１８０°と割り当てられる変調波）とする。
この信号を、同期検波器２１で復調基準搬送波で復調す
ると、低域ろ波器２２の出力には図３(2) に示す信号が
得られる。図に示すように、ＣＲ部は無変調波であり、
一定振幅となる。また、ＢＴＲ部は１、０の交番信号で
あり、位相が０°，１８０°と変化するので図示の如き
繰り返し波形となる。これらのベースバンド信号を図３
(3) に示すクロック信号に応じてＡ／Ｄ変換する。ラッ
チ回路２４２は、ＣＲ信号の立ち上がりに応じて発生す
る、図３(6) に示すリセット信号によりリセットされ、
次いで、全加算器２４１及びラッチ回路２４２により、
Ａ／Ｄ変換出力のうち、ＣＲ信号に相当する部分を図３
(3) のクロック信号及び図３(4)のＣＲゲート信号のＡ
ＮＤにより得られる累積制御信号に応じて累積し、図３
(7) に示す信号を得る。累積制御信号は、図３(5) に示
すように、ＣＲ信号が存在する部分のクロック信号であ
る。

【００１８】累積器２４は、完全積分器として動作し、
ＣＲ部を積分した信号はＣＲ信号の期間での平均のベー
スバンド振幅に比例したベースバンド振幅情報となる。
このベースバンド振幅情報と、Ａ／Ｄ変換器２３の出力
であるベースバンド信号の瞬時振幅との積を、積演算器
２５にて積出力の振幅が一定となる様に演算する。これ
により、バースト毎にレベルが異なっても積出力のレベ
ルは一定化されることになる。

【００１９】図３(4) のＣＲ部を示すゲート信号は、例
えばＴＤＭＡコントローラ（図示せず）から得られる。
即ち、ユニークワード信号を利用し、フレーム同期をと
ることによって、受信される信号の時間を予め予測する
ことができ、これによりＣＲ部を示すゲート信号が得ら
れる。同期検波器２１で用いられる復調基準搬送波は、
基準搬送波再生回路より得られる。

【００２０】また、図３(3) のクロック信号は、ビット
タイミング再生回路の出力信号を利用することが可能で
ある。図４は本発明の実施例による自動利得制御装置を
示すブロック図である。同図において、図２と同一部分
には同一の参照番号を付してあり、図２と異なるところ
は、図２のフィードフォワード型のＡＧＣに、帰還型の
ＡＧＣを追加したことである。帰還型のＡＧＣは、累積
器２４の出力を基準コード４１と比較するマグニチュー
ドコンパレータ４２と、その出力に応じて制御されるア
ップダウンカウンタ４３と、このカウンタの出力をディ
ジタル／アナログ変換し、入力側の可変利得増幅器４５
の利得を制御するＤ／Ａ変換器４４とを備えている。

【００２１】受信信号のレベルは送信局の違いにより発
生するバースト間レベル差（個別バースト変動）の他
に、受信局近傍の降雨等により信号レベルが平均的にも
変動する（共通バースト変動）。図４の実施例は、この
個別バースト変動を図２の実施例で説明したフィードフ
ォワード型のＡＧＣで補正し、共通バースト変動につい
ては帰還型のＡＧＣで補正するように構成したものであ
る。

【００２２】帰還型のＡＧＣの動作は次の通りである。
累積器２４からの累積出力と基準コードとして与えられ
るレベルとをマグニチュードコンパレータ４２で比較
し、マグニチュードコンパレータ４２の出力でアップダ
ウンカウンタ４３を制御する。即ち、累積出力が基準コ
ードより大であれば、アップダウンカウンタ４３を、ダ
ウンカウンタとして動作させ、累積出力が基準コードよ
り小であれば、アップダウンカウンタ４３を、アップカ
ウンタとして動作させる。また、基準局からのバースト
信号であることを示す基準局信号ゲートにより、基準局
バースト以外に対しアップダウンカウンタの動作を禁止
する。これによって帰還型ＡＧＣは、基準局バースト信
号を一定レベルにする様動作する。このカウンタの出力
をＤ／Ａ変換し、得られたアナログ信号で入力側の可変
利得増幅器４５の利得を制御する。これにより、帰還型
のＡＧＣが実現される。

【００２３】図４に示した帰還型ＡＧＣはディジタル信
号処理によるものであるが、アナログ的な処理によって
も実現可能である。また、図４の例では、帰還型ＡＧＣ
の制御を基準局の送信バースト信号に対し行う様になっ
ているが、他の局、例えば自局送信の折り返し信号でも
可能である。さらに、局を識別することなくピークバー
ストレベルを一定化する様に動作させてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、バースト間レベル差のある信号に対してＡＧ
Ｃ動作を安定に行えるので、軟判定情報を利用する符号
誤り訂正器の導入が可能となる。また、バースト毎にレ
ベルを一定化できるが、ＡＧＣ引き込み時の過渡応答に
よる波形歪が生じないので、バースト信号の先頭データ
部から正しいデータの復調が可能となる。

【００２５】さらに、帰還型ＡＧＣとフィードフォワー
ド型ＡＧＣとの組合わせにより、非常に広い入力レベル
変動の範囲に亙って上記の効果が得られる。さらに、デ
ィジタル信号処理で実現されるので、無調整で安定な動
作が可能となり、且つ、ＬＳＩ化が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明のフィードフォワードＡＧＣのブロック
図である。

【図３】図２の装置の動作を説明するタイムチャートで
ある。

【図４】本発明の他の実施例による自動利得制御装置を
示すブロック図である。

【図５】従来の自動利得制御装置を示すブロック図であ
る。

【図６】図５の従来例の動作を説明するタイムチャート
である。

【符号の説明】 １…アナログ／ディジタル変換手段 ２…累積保持手段 ３…積演算手段 ４…可変利得増幅手段 ５…同期検波手段 ６…帰還型自動利得制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時分割多重アクセス通信方式の復調装置
   において、 バースト状の受信信号を増幅する可変利得増幅手段
   （４）と、 該可変利得増幅手段（４）の出力を復調基準搬送波で同
   期検波する同期検波手段（５）と、 該同期検波手段（５）の出力に得られる復調ベースバン
   ド信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタ
   ル変換手段（１）と、 該ディジタル信号のうちの復調同期用前置信号部分を累
   積保持する累積保持手段（２）と、 該累積保持手段（２）の出力信号と該アナログ／ディジ
   タル変換手段（１）の出力信号との積演算を出力する積
   演算手段（３）と、 該累積保持手段（２）の出力に得られる振幅情報と基準
   振幅との差に応じて該可変利得増幅手段（４）の利得を
   制御する帰還型自動利得制御手段（６）とを具備し、 該アナログ／ディジタル変換手段（１）、該累積保持手
   段（２）、及び該積演算手段（３）はフィードフォワー
   ド型自動利得制御手段を構成し、 受信変動のうち共通的に変動する成分は該帰還型自動利
   得制御手段（６）により補正し、個別バースト変動をフ
   ィードフォワード型自動利得制御手段により補正するよ
   うにしたことを特徴とする自動利得制御方式。